共价键原子晶体ppt课件.ppt
一、共价键,共价键1、定义：2、成键微粒：3、成键本质：4、成键元素：5、存在范围：6、表示方法：,原子之间通过共用电子对所形成的相互作用。,原子,原子间通过共用电子对所产生的强烈的相互作用。,一般非金属之间部分金属与非金属之间,非金属单质(H2、O2 )、共价化合物(NH3、 CH4 、H2O)、离子化合物(NaOH、 NH4Cl),电子式、结构式,不稳定要趋于稳定；体系能量降低,7、成键原因：,a、电子式：,b、结构式 ：,共价键的表示方法,共价键的形成,交流与讨论：两个氢原子如何形成氢分子?（1）氢原子电子排布式：（2）基态氢原子轨道表示式：（3）原子之间形成共价键的原因： 原子轨道填满电子，且电子自旋相反，体系能量最底，最稳定。,v,r,0,V：势能 r：核间距,两个核外电子自旋方向相反的氢原子靠近,r0,v,r,0,r0,V：势能r：核间距,r0,v,r,0,r0,V：势能 r：核间距,r0,v,r,0,r0,V：势能 r：核间距,v,r,0,V：势能 r：核间距,两个核外电子自旋方向相同的氢原子靠近,氢气分子形成过程的能量变化,相距很远的两个核外电子自旋方向相反的氢原子相互逐渐接近,在这一过程中体系能量将先变小后变，成键后能量达到最低，形成稳定的氢气分子。两个自旋方向相同的电子不能配对成键。,从核间距和成键电子的自旋方向来观察能量的变化情况。,1、共价键的形成条件,A、两原子电负性 或 。,B、一般成键原子有 电子。且自旋方向相反,C、成键原子的原子轨道在空间 。,一、共价键的形成,相同,之差小于1.7,未成对,重叠,2、共价键的本质,成键原子相互接近时，原子轨道发生 ，自旋方向 的 电子形成 ，两原子核间的电子密度 ，体系的能量 。,重 叠,相 反,未成对,共用电子对,增 加,降 低,3、共价键的特征,（1）具有饱和性 在成键过程中,每种元素的原子有几个未成对电子通常就只能形成几个共价键，所以在共价分子中每个原子形成共价键数目是一定的。,（2）具有方向性,在形成共价键时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越多，体系的能量下降也就越多，形成的共价键越牢固。 因此，一个原子与周围的原子形成的共价键就表现出方向性（ s 轨道与 s 轨道重叠形成的共价键无方向性，例外）。,4、共价键的类型键和键,S轨道和p轨道形成稳定共价键的几种重叠方式,（1）头碰头重叠键, 键,+, s 键,（2）键：,原子轨道以“肩并肩”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键,键的类型,键的类型,ss(键), (键),sp(键), (键),(键),氮分子中原子轨道重叠方式示意图,【归纳】键与键的对比,“头碰头”,“肩并肩”,沿键轴的方向,与轨道对称轴相互平行的方向,轴对称,镜面对称,重叠程度较大，比较牢固,重叠程度较小，较易断裂,共价单键为键；共价双键中有一个键，另一个是键。共价三键由一个键和两个键组成。,乙烷： 个键 乙烯： 个键 个键 乙炔： 个键 个键,7,相 同,不发生,相 同,不 同,发 生,不 同,按键的极性分：极性键与非极性键,一般情况下，两个成键原子间的电负性差值越大，形成的共价键的极性越强,氮原子有孤对电子，氢离子有空轨道。,氨分子中各原子均达稳定结构，为什么还能与氢离子结合？,H+,或,3、 配位键,由一个原子提供一对电子与另一个接受电子对的原子形成共价键，这样的共价键成为配位键,铵根离子和水合氢离子等是通过配位键形成的。,H+,本节总结：,离子键,离子化合物,极性键,非极性键,配位键,共价分子,单质 化合物,化学键,共价键,成键方式,键的极性,键,键,二、原子晶体,金刚石具有很高的熔、沸点和很大的硬度。你能结合金刚石晶体的结构示意图解释其中的原因吗？,由于金刚石晶体中所有原子都是通过共价键结合的，而共价键的键能大，如CC键的键能为348kJmol-1。所以金刚石晶体熔、沸点很高，硬度很大。,二. 原子晶体,相邻 间通过 结合而成的具有 结构的晶体,2、组成微粒:,3、微粒间作用力:,知识回顾,1、定义：,共价键,空间网状,原子,原子,共价键,常见的原子晶体,某些非金属单质： 金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）等某些非金属化合物： 碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体某些氧化物： 二氧化硅（ SiO2）晶体,4、 原子晶体的特点,、晶体中 单个分子存在；化学式只代表 。,没 有,原子个数之比,、熔、沸点 ；硬度 ； 溶于一般溶剂； 导电。,很 高,很 大,难,不,5、 影响原子晶体熔沸点、硬度大小的因素：,共价键的强弱,键长的大小,一般形成共价键的两原子半径越小键长越小，键能越 ，原子晶体的熔沸点越 ，硬度越 。,大,高,大,正四面体,金刚石 的晶体结构模型,最小环为六元环,81/8+61/2+4=8,1在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有个2在金刚石晶体中每个碳原子形成共价键3.在金刚石晶体中最小碳环由碳原子来组成4.每个碳原子可形成个六元环,每个C-C键可以形成个六元环。 5在金刚石晶体中碳原子个数与CC共价键个数之比是.在金刚石晶胞中占有的碳原子数,4个,1 2,6个,4,8个,12,小结：,180,10928,Si,O,共价键,二氧化硅的晶体结构,1. 在SiO2晶体中，每个硅原子与 个氧原子结合；每个氧原子与 个硅原子结合；在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是 。2. 在SiO2 晶体中，每个硅原子形成 个共价键；每个氧原子形成 个共价键；3. 在SiO2 晶体中，最小环为 元环。,2,1：2,4,4,2,1：4,1：2,12,4.每个十二元环中平均含有硅原子,=61/12=1/2,硅原子个数与SiO 共价键个数之是 ；氧原子个数与SiO 共价键个数之比是 。,每个十二元环中平均含有SiO键,=121/6=2,小结：,石墨的晶体结构模型,石墨的晶体结构,石墨晶体是层状结构，在每一层内，碳原子排成六边形，每个碳原子都与其他3个碳原子以共价键结合，形成平面的网状结构。在层与层之间，是以分子间作用力相结合的。由于同一层的碳原子间以较强的共价键结合，使石墨的熔点很高。但由于层与层之间的分子间作用力较弱，容易滑动，使石墨的硬度很小。像石墨这样的晶体一般称为过渡型晶体或混合型晶体。,(1)层状结构,最小碳环为平面正六边形,即为六元环(在同一平面上)。,(2)每个碳原子为3个六元环所共有,每个C-C键为2个六元环所共有。,(3)每个六元环中平均含有碳原子,=61/3=2,每个六元环中平均含有C-C键,=61/2=3,即碳原子数:C-C键键数,=2:3,小结：,
